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當(dāng)前位置:上海易佰聚經(jīng)貿(mào)有限公司>>技術(shù)文章>>聚合物囊泡藥物包封后純化——去除未包封游離藥物分子
簡介
腫瘤是威脅人類健康的zui嚴(yán)重的疾病之一,傳統(tǒng)的治療手段,如手術(shù)、放射或化學(xué)治療等,都會(huì)造成一定程度的非選擇性細(xì)胞毒性作用,而具有較好靶向性的抗腫瘤藥物又面臨耐藥性的影響。針對(duì)后者,已有多種不同的納米載體用于藥物的體內(nèi)輸送,以優(yōu)化藥物的生物活性和藥動(dòng)學(xué)特性。
聚合物囊泡因具有與活細(xì)胞器相似的結(jié)構(gòu),而得到了廣泛的關(guān)注。與傳統(tǒng)磷脂類載體相比,這種具有良好生物相容性的可降解嵌段聚合物囊泡具有較長的體內(nèi)循環(huán)時(shí)間和較高的化學(xué)功能化潛力,可規(guī)避人體免疫系統(tǒng),并可根據(jù)裝載藥物分子的特性,改變囊泡尺寸等規(guī)格。
但藥物輸送載體包封后的純化問題仍未完善解決,常用的技術(shù)包括超濾及層析等,但其工藝控制要求均較高,特別是當(dāng)載藥載體通過較窄的膜或凝膠通道時(shí),可能造成囊泡結(jié)構(gòu)破壞和包封藥物釋放。透析是zui傳統(tǒng)、zui溫和的純化技術(shù),對(duì)載藥囊泡的影響zui小,但透析的難題是,透析多長時(shí)間才能有效去除游離的未包封藥物分子?時(shí)間過短,不足以達(dá)到清除目的,而時(shí)間過長,則可能導(dǎo)致包封藥物泄漏。本文將簡單介紹確定*透析時(shí)間及相關(guān)影響因素的方法,并對(duì)純化后載藥囊泡的釋放特性做初步研究。
實(shí)驗(yàn)
實(shí)驗(yàn)采用PCL-b-PMPC雙嵌段聚合物和抗腫瘤藥物分子阿霉素(DOX)。實(shí)驗(yàn)首先確認(rèn)透析清除純DOX所需的時(shí)間,即將不同濃度(0.1、0.3及0.5mg/ml)的DOX溶液置于MWCO 8 -10kD的透析膜管內(nèi),然后置于500mL蒸餾水(透析液)中,于20℃室溫條件下避光透析,190rpm磁力/樣品體積比越高,即膜管外透析液的相對(duì)體積越高,越容易維持膜內(nèi)/外側(cè)的濃度梯度,加快透析,而增加換液頻率也可達(dá)到此效果。綜上,實(shí)驗(yàn)采用透析條件為溫度20℃、磁力攪拌190rpm、500ml透析液,每30min換液。前期純DOX透析實(shí)驗(yàn)為純化時(shí)間確定實(shí)驗(yàn),故采用相同透析條件。
實(shí)驗(yàn)結(jié)果顯示,0.1、0.3及0.5mg/ml純DOX溶液透析清除率達(dá)到95%所需的時(shí)間分別為7.5、4.5、4.0h,此時(shí)間足以清除相容藥物濃度包封的載藥囊泡中的未包封游離藥物。因包封率過低,則可認(rèn)為包封失敗,即混合液中的游離藥物的量應(yīng)顯著低于藥物的加載量。對(duì)清除游離分子后的樣品進(jìn)行UV檢測,也確認(rèn)了此時(shí)間長度的充分性。
透析時(shí)間(h)
不同藥物加載量達(dá)到95%清除率所需時(shí)間,藍(lán)色為0.1mg/ml,橙色為0.3mg/ml,綠色為0.5mg/ml。
此外,藥物濃度也會(huì)影響藥物的包封。提高藥物上樣量,即可提高藥物包封量,使用0.5mg/ml的藥物分子,所得包封量約為0.1mg/ml藥物包封量的10倍,而所得囊泡尺寸更高。
載藥囊泡的藥物釋放實(shí)驗(yàn)顯示,雖然在實(shí)驗(yàn)開始階段,不同pH條件下的藥物釋放速率接近,但隨時(shí)間的延長,酸性條件下,藥物釋放速率明顯快于中性條件,原因可能是酸性條件加快的囊泡膜結(jié)構(gòu)的水解,藥物從基質(zhì)水解形成的通道逸出,或者酸性 攪拌,每30min取透析液UV檢測,并置換新鮮透析液。
將不同濃度的等量DOX溶液加入PCL-b-PMPC共聚合物,磁力攪拌12h,以形成聚合物囊泡,并包封藥物。將獲得的含有載藥囊泡和游離藥物的混合液加入透析膜管,按上述相同步驟,透析去除游離藥物分子。處理完成后,以動(dòng)態(tài)光散射法,測定囊泡尺寸。
此外,實(shí)驗(yàn)檢測了載藥囊泡在不同酸堿性條件下(中性條件pH7.4、酸性條件pH5.0)的釋放特性,即將pH調(diào)節(jié)后的純化載藥囊泡溶液加入透析膜管,于37℃條件下透析,并按一定時(shí)間間隔取透析液檢測。
結(jié)果
溫度是影響透析的重要因素之一,在較高的溫度條件下,分子擴(kuò)散速率較高,即可縮短小分子的清除時(shí)間,但較高的溫度可能會(huì)破壞囊泡的結(jié)構(gòu),也降低了實(shí)驗(yàn)的可控性和靈活性,故一般使用室溫條件(20℃),即可滿足實(shí)驗(yàn)要求。同理,在一定范圍內(nèi),提高攪拌速度也可改善透析效率,但亦可能增加剪切,導(dǎo)致囊泡破壞和藥物泄露。此外,透析液條件下,嵌段之間的排斥反應(yīng)所形成的孔隙,導(dǎo)致藥物分子釋放。
時(shí)間(h)
純化的載藥囊泡的不同pH條件下的釋放特性,藍(lán)色為pH5.0,橙色為pH7.4
討論
透析可有效用于囊泡包封后的純化,其條件溫和,有利于保護(hù)載藥囊泡的完整結(jié)構(gòu)。但針對(duì)不同藥物和載體,需進(jìn)行預(yù)實(shí)驗(yàn),以確定*的透析條件和時(shí)間,以在短而充分的時(shí)間內(nèi)有效清除游離藥物分子,達(dá)到所需的藥物包封效率和純度。此外,獲得的載藥囊泡需保存于合適的緩沖液中,以獲得所需的控釋效果。
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